深度报告｜北方地区电储热供暖项目经济性分析

北极星火力发电网讯:1 介绍

我国北方广大城镇地区采暖季采用分散燃煤小锅炉、小火炉采暖，造成严重的冬季空气污染，另一方面，这些地区的可再生能源却由于消纳不足，面临着严重的“弃风弃光问题”，因此利用可再生能源开展北方地区电储热供暖具有重要的意义。

北方地区能否顺利推广电储热供暖项目，电采暖项目能否被供热市场接受，最关键的问题就是电储热采暖项目的经济性，本文从电储热供暖项目的投资成本，运行费用入手，针对当前的电价政策，供热价格，分析电储热供暖项目的经济可行性和存在的问题，并给出促进电储热供暖发展的建议。

(作者：江苏中科智储科技有限公司 张勇 马骏)

2 电储热技术

电储热供暖项目是利用电网中的过剩可再生能源，或低谷电价时的电能，通过电加热设备，将电能转化为热能，存储在储热设备中，当需要对外供热时，将存储的热能通过换热器释放，转化为热风、热水、蒸汽等形式对外输出，可满足民用供暖需求，也能够满足工业用热，如下图1所示。

图1：电储热供暖项目示意图

根据储热设备的载热材料不同，储热技术主要可分为水储热，固体储热和熔盐储热。

(1)水储热技术就是将热能以热水的形式存储起来，根据存储热水的温度和压力，水储热又可分为常压储热和承压储热;常压储热的温度利用范围一般在35℃~85℃，特点是储热设备投资成本低，无需换热设备，适用于对供热温度要求不高的民用采暖领域，缺点是储能密度小，占地面积大;承压水储热的温度一般在120℃~150℃，优点是储能密度提高，可对外提供蒸汽供热，主要问题是需要承压容器，存在一定安全风险，设备成本较高。下图2是丹麦Avedøre热电厂用于满足地区供热的热水储能罐，容积为2x24,000m3，储热温度为120℃，热水压力10bar。

图2：丹麦Avedøre热电厂的承压热水储能罐

(2)固体储热一般采用金属氧化物作为储热介质，如高密度铁镁金属氧化物材料，储热温度最高可达800℃，利用空气作为换热介质，由变频风扇驱动空气进行热量循环和交换，固体储热示意图如图3所示。固体储热温度高，储能密度较大，对外输出热能的形式多样，既可以提供最高温度400℃的热风，也能够提供300℃以下的热油，还可以提供高温蒸汽和热水，因此能够满足工业和民用多个领域的用热需求。

图3：固体储热装置

(3)熔盐储热系统，将电能转化为高温熔融态无机盐类的显式热能，也就是通过电加热器将廉价电能转化为热能，使熔盐温度升高，存储在高温熔盐罐中;当需要对外供给热能时，高温熔盐在换热器内释放存储的热量，温度降低后的熔盐存入低温熔盐罐，如图4所示。熔盐储热的储热介质和传热介质一般为硝酸盐混合物，如太阳光热发电中常用的“太阳盐”，硝酸钠和硝酸钾混合物，或者其他低熔点盐类，具有无蒸发压力，腐蚀性小，比热容大，热化学稳定性好的优点。熔盐储热具有工作温度范围宽，储能密度大，能够产生高温高压蒸汽的优点，适用于火电厂灵活性改造的热能存储，工业园区热能综合利用，工业用热和大规模民用集中供暖等领域。

图4：双罐式熔盐储热设备